摘要:全局快门CMOS图像传感器广泛应用于高速运动物体的成像,包括机器视觉、工业测量、航空航天,以及军事应用等领域。介绍了全局快门CMOS图像传感器的主要类型,具体分析了灵敏度、寄生光灵敏度、读出噪声、动态范围和帧频等性能参数的研究进展。最后对国内外有代表性的全局快门CMOS图像传感器产品进行了介绍。

摘要:基于新型有机p型掺杂的电荷产生层,制备了叠层式白光有机发光二极管(OLED)。有机p型掺杂层具有很高的导电率,可以在不影响器件电学特性的前提下,通过改变该层的厚度来优化白光OLED的器件性能,调节器件的光色。与传统白光OLED相比,文章研究的叠层式白光OLED制备工艺简单、电荷产生效率高,可应用于平板显示与固态照明。

摘要:设计并制作了基于绝缘体上硅(SOI)材料的1×16阵列波导光栅(AWG)。该AWG器件的中心波长为1 550nm,信道间隔为200GHz,采用了脊型波导结构。首先确定了波导的结构尺寸以保证单模传输,并利用束传播法(BPM)模拟了波导间隔、弯曲半径和锥形波导长度等参数对器件性能的影响,对器件结构进行了优化,同时也利用BPM方法模拟了器件的传输谱。模拟结果显示:器件的最小信道损耗为4.64dB,串扰小于-30dB。根据优化的器件结构,通过光刻等半导体工艺制作了AWG,经测试得到AWG器件的损耗为4.52~8.1dB,串扰为17~20dB,能够实现良好的波分复用/解复用功能。

摘要:大部分迫弹采用引信涡轮发电机兼作为弹道辨识用的速度传感器,但是涡轮发电机存在着低速停转和高速限速等测速问题。设计了一种贴装在引信上测量迫弹飞行速度的宽量程柔性MEMS流速传感器。利用有限元仿真软件对迫弹引信进行了流场仿真,确定了流速传感器在引信进气道内的贴装位置,并对传感器进行了热-流场耦合仿真。引信流场仿真表明,拉法尔管进气道后端壁面处流速与迫弹飞行速度为近似线性关系:迫弹飞行速度0~350m/s对应壁面流速为0~75m/s。进气道内安装的柔性流速传感器的热-流场耦合仿真表明,由传感器加热电阻的加热功率和三个测温电阻对的温度差可测量0.01~75m/s的流速,这为传感器用于迫弹的弹道辨识奠定了理论基础。

摘要:从描述F-P型半导体光放大器（FPSOA）腔内光强Iav与输入光强Iin、输出光强I_out之间关系的方程组出发,证明了I_in是I_av的单值函数。将Iin近似表示为I_av的三阶泰勒级数,则I_in对I_av的导数可以表示为一个关于变量I_av的一元二次方程。进一步地,从理论上论证了只有当该一元二次方程具有两个实数根时,FPSOA才处于双稳工作区。这样,FPSOA双稳现象的必要条件在数学上可以表示为该一元二次方程的判别式大于0。数值实验与解析结果吻合得很好。该研究结果对于具有类似结构器件的双稳现象研究具有一定的参考价值。

摘要:基于wxAMPS软件建立硅基太阳电池一维物理模型,在温控条件下分别模拟计算了单晶硅电池和非晶硅电池的输出特性,并利用太阳能综合测试平台在温控条件下测试了单晶硅和非晶硅电池的输出特性。模拟结果表明非晶硅电池在温度升高过程中的光电转换效率下降幅度显著降低,与实验结果吻合。

摘要:在不同基片温度（RT、300、400、500和600℃）下,采用射频磁控溅射法制备了ZnO薄膜和BZN薄膜。研究表明,所制备的BZN薄膜拥有非晶态结构,ZnO薄膜具有c轴择优取向,在基片温度为500℃时,获得低的漏电流（10-7 A/cm2）,比RT时的漏电流（10-4 A/cm2）低三个数量级。将所制备的ZnO薄膜和BZN薄膜分别作为ZnO-TFT的有源层和栅绝缘层,研究表明,在基片温度为500℃时,提高了器件性能,所取得的亚阈值摆幅（470mV/dec.）是RT时的亚阈值摆幅（1 271 mV/dec.）的三分之一;界面态密度(3.21×1012 cm-2)是RT时的界面态密度(1.48×1013 cm-2)的五分之一。

摘要:采用10-(2-benzothiazolyl)-2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethy l-1H,5H,11H(1)-benzopyroyran-o(6,7-8-i,j)quinolizin-11-one(C545T)作为亚单层材料,在蓝光层和红光层间引入亚单层C545T,制备了三种亚单层结构的有机发光器件,通过对各器件的电致发光谱、发光强度和发光效率的对比研究,发现可以通过改变C545T层的厚度,获得高效率的白色有机发光器件。

摘要:设计并制作了一种新颖的扇面光束半导体激光器模块,并在模块中集成了高输出电压、高重复频率驱动电路。该模块由多个LD芯片在慢轴方向沿圆弧排列而成,采用微柱透镜和平凸柱面镜对LD快轴光束进行准直。驱动电路采用DC-DC电路产生高电压、采用门电路延迟法产生驱动电脉冲。实验测试表明:该模块峰值光功率为1 750W,光脉冲宽度为6ns,脉冲间隔为20μs,光束水平发散角为41.2°,垂直发散角为0.23°;可以实现大视场空间、低间隔时间光束发射。

摘要:讨论了分时复用(TDM)抽运光纤拉曼放大器的增益平坦特性,基于拉曼增益谱理论,建立了光纤拉曼放大器的开关增益与光纤特性的关系表达式。通过数值模拟发现,信号增益平坦随抽运功率组合的不同有规律地起伏变化。通过优化抽运功率组合,实现了TDM抽运光纤拉曼放大器增益的平坦化。

摘要:针对40nm体硅工艺利用TCAD(Technology Computer Aided Design)对关键NMOS进行3D建模,采用混合仿真模型对SRAM单粒子效应进行模拟仿真。通过改变重离子LET(Linear Energy Transfer)值、入射位置和入射角度,分析了其对单粒子效应的影响。实验结果表明40nm工艺下单粒子效应各参数的变化与传统工艺一致。最后,基于R-C简化混合仿真模型,相比于混合仿真模型其电压、电流等参数具有较好一致性,验证了该模型对SRAM单粒子效应模拟的有效性。

摘要:利用课题组自主研发的热壁低压化学气相沉积(HWLPCVD)系统,在朝[11-20]方向偏转4°的(0001)Si面4H-SiC衬底上进行快速同质外延生长,研究了生长温度及氯硅比(Cl/Si比)对外延生长速率的影响机理。研究发现,外延生长速率随生长温度的提高呈线性增加,而Cl/Si比的改变对生长速率的影响不大。文章进一步探究了Cl/Si比对4H-SiC外延层表面缺陷的影响。较低的Cl/Si比(0.4~2)可以减少或消除三角缺陷,Cl/Si比较高(大于5)时,表面质量反而下降,因而,适当的Cl/Si比对于获得表面形貌良好的4H-SiC外延层至关重要。

摘要:利用溶胶-凝胶工艺在ITO/玻璃衬底上制备了Bi1-xGdxFeO3（x=0.00、0.05、0.10和0.15）薄膜。研究了Gd掺杂对薄膜的结构、形貌、漏电流性能和介电性能的影响。结果显示,未掺Gd和Gd掺杂为5%的样品为菱方结构,当Gd掺杂量达到10%和15%时,样品变为四方结构。掺10%Gd的薄膜样品表面光滑、平整,晶粒大小均匀。Gd的掺入大大降低了BiFeO3（BFO）薄膜的漏电流,其中掺Gd量为10%和15%的薄膜的漏电流几乎为零。在整个测试频率范围内,掺10%Gd的样品的介电常数较大且能保持恒定,同时其介电损耗最小。

摘要:采用RF-PECVD法在氩环境下制备了Ge掺杂a-Si∶H。将样品通过台阶仪、傅里叶红外光谱仪、紫外可见光分光光度计以及Keithley高阻仪进行分析测试,研究了不同掺杂比例对非晶硅薄膜沉积速率、结构因子、光学带隙及光暗电导率的影响。实验表明:薄膜沉积速率随掺杂量的增大而增大;薄膜结构因子随掺杂量的增大而减小;薄膜对可见光的吸收随掺杂量的增大出现红移,光学带隙减小;掺杂比例较低时,薄膜光暗电导率变化不明显,当GeH4量达20cm3/min时,薄膜暗电导明显增大,光暗电导比减小。

摘要:利用金属有机化合物化学气相淀积（MOCVD）在SiC衬底上外延生长了N-polar GaN材料,采用传输线模型（TLM）分析了Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性。结果表明,Ti/Al/Ni/Au（20/60/10/50nm）在N-polar GaN上可形成比接触电阻率为2.2×10-3Ω·cm2的非合金欧姆接触,当退火温度升至200℃,比接触电阻率降为1.44×10-3Ω·cm2,随着退火温度的进一步上升,Ga原子外逸导致欧姆接触退化为肖特基接触。

摘要:分别利用高密度电流和高温加热作为驱动力,在不同试样中产生原子迁移现象,并进行对比试验研究制备铝纳米线阵列的可行性。试验结果表明,在局部区域利用高密度电流成功制备了铝纳米线阵列。由于试样制备过程中蚀刻工艺带来的误差,导致电流密度相应变化,使试样在部分区域出现了爆破现象。高温加热的试样表面产生了大量铝纳米颗粒,但是由于原子迁移强度过低,未能在对应试样中制备出铝纳米线阵列。

摘要:利用时域有限差分法分别模拟计算了X型金纳米结构和L型纳米天线以及由这两种结构所组成的金纳米交叉结构的消光光谱和近场分布,并研究了金纳米交叉结构对周围介质折射率变化的敏感性。研究结果表明,X型金纳米结构在入射光正入射时能激发起偶极共振模式而在斜入射时可以同时激发起偶极和四极共振模式。L型纳米天线的成键和反成键共振模式的产生可以通过改变入射光偏振方向进行控制。此外入射光偏振方向变化时在金纳米交叉结构中都可产生法诺共振效应,由于激发起法诺共振效应,金纳米交叉结构的光谱线型更加精细,传感质量因子可达到12.5,这些结果可指导金纳米交叉结构作为纳米光子器件用于生物传感方面。

摘要:寻找新光源,特别是短波长激光光源引起了人们的广泛兴趣。在时空周期场中运动的带电粒子表现出了预期的行为。指出了置于外场中的超晶格是典型的时空周期场。假设掺杂超晶格的导带底是周期调制的,在经典力学框架内,将非相对论粒子在时空周期场中的运动方程化为带有阻尼项和受迫项的摆方程。在无阻尼情况下,利用摄动法导出了系统的一阶近似解,讨论了高次谐波辐射和辐射强度;用Hamiltonian原理和相平面方法讨论了系统的稳定性。在阻尼情况下,利用Melnikov方法讨论了系统的临界特征和混沌行为。结果表明,非相对论粒子的高次谐波辐射存在局部极大,可望作为短波长激光光源。由于系统的稳定性与它的参数有关,只需适当调节这些参数,系统的稳定性就能得到保证。 更多还原

摘要:设计了一种基于场效应晶体管的量子点场效应单光子探测器,利用二维弛豫时间的近似理论建立了二维电子气电子迁移率的散射模型,通过求解量子点场效应单光子探测器GaAs/AlxGa1-xAs二维电子气系统电子和声子相互作用的Hamiltonian函数,得到了不同温度、不同Al组分以及不同二维电子气电子面密度条件下晶格振动散射对探测器二维电子气电子迁移率的影响。仿真结果显示,提高二维电子气的电子面密度浓度和适当增大Al组分,并降低工作温度,有助于探测器获得更高的二维电子气电子迁移率。

摘要:GaN光电阴极的制备成功与否需用科学手段加以评估。在GaAs光电阴极多信息量测试系统的基础上,增设紫外光源,并对评估软件重新加以编写,设计出GaN光电阴极测试评估系统。利用该系统测试了GaN光电阴极在制备过程中的Cs源电流、O源电流、光电流和激活室真空度等多个信息量,并利用激活后的光谱响应对阴极进行了评估,实现了对GaN光电阴极性能的客观评价。

摘要:为解决大功率LED的散热问题,提出一种应用于大功率LED散热的微型回路热管,研究了充液率和倾斜角度对热管冷却大功率LED的启动性能、结温和热阻等特性的影响。研究结果表明:热管的最佳充液率为60%,系统的总热阻为7.5K/W,此时对应的热管的热阻为1.6K/W;热管的启动时间约为6.5min,LED的结点温度被控制在42℃以下,很好地满足了大功率LED的结温稳定性要求。

摘要:研究了基于正交频分复用(OFDM)调制的可见光通信(VLC)系统的导频设计方法。针对室内可见光通信信道特性,研究了导频数目对于信道容量的影响,从理论上给出了导频间隔与信道容量下界的关系式。在此基础上,建立了基于OFDM调制的可见光通信实验系统,并以上述理论关系式作为导频数目的设计依据。实验结果表明,随着导频间隔的变化,实验系统得到的系统频谱效率与理论给出的信道容量下界的变化趋势吻合,即文章提出的导频间隔与信道容量下界的理论关系式为可见光通信的最优导频间隔设计提供了理论依据。 更多还原

摘要:对小波包分复用(WPDM)系统结构进行了分析,提出了一种适用于WPDM系统的信噪比(SNR)估计方法。根据系统子载波结构的紧支性,在小波包子载波支撑区间外估计噪声功率,求出各子载波信噪比估计值,最后得到系统的平均信噪比。在时间和频率选择性衰落信道下,仿真结果表明,该方法估计精度高,估计范围广,且估计性能受信道衰落特性影响较小。

摘要:单通道全双工系统是一种在同时同频发送和接收信号的通信系统,因此本地接收机需要进行自干扰消除。文章对数字自干扰消除进行了研究,通过分析量化位数对误码率的影响得到ADC量化前的最大干信比;分析了解调后自干扰信号对期望信号的影响,得到自干扰消除需要达到的消除量;最后给出了自干扰信道估计的模型,为数字自干扰消除的实现提供了理论依据。

摘要:针对光正交频分复用(OFDM)系统中峰值平均功率比(PAPR)较高的缺点,重点研究了基于部分序列传输法(PTS)的峰均比抑制技术,提出一种改进的加强迭代PTS搜索技术(EIA-PTS),该技术能够降低原PTS的计算复杂度。仿真表明:原PTS方法随着相应参数的增加,迭代次数呈指数型增长,而EIA-PTS技术的迭代次数基本保持平稳且低于原PTS方法。在此基础上,又将EIA-PTS与削波(Clipping)技术相结合,提出了峰均比EIA-PTS-Clipping联合抑制技术。与EIA-PTS技术相比,该技术进一步提升了系统PAPR的抑制性能,能在系统误码率(BER)性能与PAPR抑制效果之间取得更好的折衷,具有较高的利用价值。

摘要:捷联惯导系统的精度受到自身各种误差因素的影响,针对陀螺的标度因数误差和非正交安装角误差,提出了一种以圆锥运动激发姿态误差来进行快速标定的方法。通过理论分析得出,在短时间内,由于标度因数误差和非正交安装角误差的存在,圆锥运动将激发出随时间线性增大的姿态解算误差。将解算得到的姿态误差与陀螺数据联立,可以反解得到标度因数误差和非正交安装角的值。通过仿真验证,安装角误差能达到1″以内,标度因数误差能达到5ppm以内。

摘要:针对CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器成像系统中普遍存在的动态范围小和响应线性度差的问题,提出了一种兼顾图像传感器动态范围及响应线性度的方法——多斜率积分线性恢复。该方法在固定复位电压值的多斜率积分基础上,通过测得传感器的分段响应临界值,得出分段响应与线性响应映射关系,根据该映射关系对实测图像数据进行线性恢复。通过采用具体成像系统,对比使用该方法前后的成像质量和直方图统计后得出:不同的分段积分参数对线性恢复的影响不同,在合适的参数下,该方法能够有效地提高CMOS图像传感器的动态范围及响应线性度。

摘要:论述了以2K×2K面阵CMOS图像传感器LUPA4000为基础的2×2光学拼接系统视频电路的方案设计及具体软硬件设计。每块传感器具有独立焦平面电路和信号处理电路,系统采用编码与控制电路实现4块传感器同时曝光成像和积分时间同步设置,编码与控制电路将4块传感器的图像数据编码后通过一路Camera Link接口输出。实验成像结果表明,电路运行可靠,操作灵活,可扩展性强,能够得到很好的拼接图像。

摘要:基于光纤光栅传感理论设计了一种应用于周界安防的低频振动传感器。采用商用解调仪OPD4000对传感器的灵敏度进行了测试,在10~100Hz频率范围内,传感器灵敏度高于1 000pm/g。基于非平衡迈克尔逊干涉仪相位载波调制(PGC)解调技术搭建了一套光栅传感器解调系统,实现对传感器低频振动信号的高精度实时解调,使得该系统可广泛应用于机场、监狱、油库、核场所等重要区域的周界安防中。

摘要:长波红外成像系统以512×6TDI探测器为核心器件,联合旋转扫描镜转动实现大范围场景观测。参考红外焦平面阵列测试的国家标准GB/T 17444-2013,对512×6TDI长波红外探测器成像系统的主要性能参数进行测试。测试参数包括响应率、响应率不均匀性、噪声电压、噪声等效温差、有效像元率、动态范围等。介绍了各个参数的测试方法,总结参数测试的顺序流程,研究了不同的测试条件对测试结果的影响。参数测试中利用Matlab软件进行数据处理分析,为了使测试方法具有更好的扩展性和移植性,在软件编程时应注意模块化、可视化设计。文章还探讨了将参数测试算法模块嵌入成像系统的图像采集设备中进行在线自动化测试的可行性。

摘要:在摄影测量中,采用人工编码点可以有效提高测量精度。为了提高二维散斑测量的精度和效率,引入了一种有效的GSI(Geodetic Systems Incorporation)编码点。研究了GSI编码点对二维散斑测量精度和效率的影响,采用亚像素搜索和曲面拟合相结合的方法进行数据处理,并对结果进行了分析。实物实验中引入编码标志点,降低了测量误差,提高了计算效率。

摘要:从结构设计和方法优化入手,提出了基于双SRAM缓存结构并采用乒乓读写原理的CMOS图像传感器逐行转隔行数据缓存方法。该方法采用两组SRAM作为缓存,并利用乒乓读写原理,抽取逐行数据中奇数帧周期的奇数行作为隔行数据的奇数场,抽取逐行数据中偶数帧周期的偶数行作为隔行数据的偶数场,最终实现CMOS图像传感器逐行数据到奇偶隔行数据的转换。相比传统的采用片外帧存储处理方式,极大地减小了存储面积,便于实现与CMOS图像传感器的单芯片集成,降低了成本,同时也极大地降低了电路工作时的存储读写功耗。

摘要:超辐射发光二极管(SLD)光源作为光纤电流互感器光路中唯一的有源器件,其长期运行稳定性直接影响着互感器的性能。文章主要从SLD出光功率衰减对光纤电流互感器输出固定偏置、变比和相位的影响机理进行理论推导,结果表明在非理想数字闭环情况下,随着光功率的衰减,互感器输出固定偏置增大;同时光功率的衰减会导致电流互感器的信噪比降低,进而导致互感器输出的比值误差和相位误差增大。并对理论结果进行了实验验证,实验结果符合理论分析,其中光功率衰减对互感器相位误差的影响最大。

摘要:在基于匀速直线运动的运动模糊图像的复原中,点扩散函数(PSF)的两个参数(运动模糊角度和运动模糊尺度)的估计是研究的重点。为了能够准确地估计出PSF的模糊角度,提出了在一种新的改进倒频谱域中采用位平面分解提取和Radon变换相结合的方法。并在已知运动模糊角度的基础上再对模糊图像采用差分自相关处理,得到运动模糊尺度。将上述整个算法用Matlab进行仿真实验。实验结果表明:该算法在获取运动模糊参数的效率和准确度方面较现有文献的同类算法有所提高,得到的复原图像也更加清晰。